2021-2022学年度强化训练人教版物理九年级全册第十四章内能的利用同步测评试题（有解析）

人教版物理九年级全册第十四章内能的利用同步测评
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、热学知识在日常生活中有广泛的应用，下列说法正确的是（　　）
A．秋季的田野里瓜果飘香，说明分子间有引力
B．完全燃烧1kg的煤和1kg的干木柴放出的热量不同
C．热机通过压缩冲程将内能转化为机械能
D．暖气片内用水作为导热介质是因为水的沸点较高
2、下面关于汽油机和柴油机的说法中，错误的是（　　）
A．汽油机和柴油机使用的燃料不同
B．柴油机和汽油机做功冲程都是将内能转化为机械能
C．柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，汽油机汽缸顶部有个火花塞
D．汽油机和柴油机的效率没有差别，完全相同
3、关于热机效率，下列说法中正确的是（　　）
A．热机效率越高，即热机做的有用功越多
B．热机单位时间内耗费的燃料少，效率一定高
C．要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失，并且要保证良好的润滑
D．通过技术改进，热机效率可达100%
4、关于热机的效率，下列说法正确的是（　　）
A．热机的有用功多，效率就一定高
B．热机的功率大，效率就一定高
C．热机工作的时间长，效率就一定高
D．热机的有用功占燃料完全燃烧放出的能量的比例大效率就高
5、2022年北京冬奥会和冬残奥会即将开幕，在比赛期间所有冬奥场馆将全部使用“绿电”，（“绿电”是指在发电过程中，二氧化碳排放量为零或趋近于零，比火力发电等其他方式对环境的影响大幅度减小）。这将是奥运史上首次实现全部场馆绿色电能供应，预计消耗“绿电”约，可以节约标准煤，减排二氧化碳。若所节约的标准煤完全燃烧，则放出的热量约为（媒约为）。（　　）
A． B． C． D．
6、我国大力发展火力发电，火电站进的是煤，出的是电，在这个过程中能量的转化是（　　）
A．机械能内能化学能电能
B．化学能内能机械能电能
C．化学能重力势能动能电能
D．内能化学能机械能电能
7、如图所示是探究能量转化的装置，下列相关说法错误的是（　　）
A．水蒸气驱动叶轮转动，水蒸气的内能减小了
B．实验过程中，燃料的化学能直接转化为叶轮的机械能
C．对水加热过程中是通过热传递使水的内能增大的
D．此实验展现了热机工作时的能量转化过程
8、下列对生产生活中的现象所包含的物理知识说法正确的是（　　）
A．雪花飞舞的美丽景象说明分子在不停地做无规则运动
B．冰熔化成水时，温度不变，但内能增大，比热容变大
C．用手捏海绵，海绵的体积缩小了，说明分子间有空隙
D．火箭用液态氢做燃料是因为氢含有的热量较多的缘故
9、如图是热机四冲程工作原理的示意图，将内能转化为机械能的冲程是（　　）
A． B． C． D．
10、对于的理解，下列说法正确的是（　　）
A．热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比
B．燃料燃烧不充分时，部分能量将被浪费掉，热值将减小
C．燃料燃烧时，放出的热量越多，燃料的热值越大
D．某种燃料的热值大小与是否充分燃烧无关
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题6分，共计30分）
1、我国航空航天科技，达世界领先水平，其中自行研制的长征系列运载火箭，发射成功率达到95.17%，高出美国火箭发射成功率4个百分点。部分长征系列运载火箭所用燃料为液态的氢，是因为氢的______大。常温下氢是气态的，科技人员是采用______的方法使其液化后装入火箭的。
2、在汽油机的做功冲程中，高温、高压的燃气推动活塞向下运动做功，燃气自身的温度______（选填“降低”或“升高”），内能______（选填“增加”或“减少”）。而在压缩冲程中，活塞向上运动压缩混合气做功，混合气的温度升高，内能______（选填“增加”或“减少”）。
3、汽油的热值为4.6×107J/kg，现有汽油2kg，若其中一半的汽油完全燃烧，放出的热量为_______ J，剩余汽油的热值为___________J/kg。
4、我国于2019年5月17日在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭，成功发射一颗北斗导航卫星。火箭发射时用液态氢作燃料，因为液态氢的______大，完全燃烧20g液态氢释放的热量______J。（q氢＝1.4×108J/kg）
5、如图所示，用酒精灯对试管里的水进行加热，水沸腾后，水蒸气推动软木塞使其迅速冲出管口，在软木塞被推出的过程中，能量转化情况与四冲程汽油机的______冲程相同，管口出现了白雾，这是______（填物态变化名称）现象。
三、计算题（4小题，每小题10分，共计40分）
1、如图所示是某太阳能热水器，向其中注入0.05m3的水，阳光照射一段时间后，温度从10 ℃升高到50℃。水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），水的密度为1×103kg/m3。试求：
（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？
（2）如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是E＝2.8×107J，则这段时间该热水器的效率是多少？
（3）若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量，需完全燃烧多少千克煤？（煤的热值为3.5×107J/kg）
2、周末，小明帮妈妈做家务时利用天然气灶烧水，发现把质量为1kg的的水烧开（在1标准大气压下），燃气表显示消耗了的天然气。已知水的比热容，天然气的热值为，求：
（1）水吸收的热量。
（2）天然气完全燃烧放出的热量。
（3）天然气灶的效率。
3、某同学在实验室用酒精灯把0.1 kg的水从20 ℃加热到100 ℃.求：
（1）水吸收的热量；
（2）如果这些热量由酒精燃烧提供，至少要完全燃烧多少千克酒精？[水的比热容c水＝4.2×103 J/（kg·℃）；酒精的热值q酒精＝3.0×107 J/kg]
4、 “运20”是我国自主研发的大型运输机，它的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力，若“运20”在高空中飞行时，在恒定的水平推力1.5×105N作用下，沿水平方向匀速航行了360km，用时0.5h，需要燃烧航空煤油2250kg，已知航空煤油的热值为q=4.0×107J/kg。在这一次航行中，求：
（1）运输机航行的速度；
（2）航空煤油完全燃烧放出的热量；
（3）运输机发动机的热机效率。
-参考答案-
一、单选题
1、B
【详解】
A．秋季的田野里瓜果飘香，是瓜果的芳香分子无规则运动的结果，故A错误；
B．由于不同燃料的热值不同，所以，完全燃烧1kg的干木材和煤，放出的热量不同，故B正确；
C．在热机（内燃机）的压缩冲程中，将机械能转化为内能，故C错误；
D．暖气片内用水作为导热介质是因为水的比热容较大，质量相同的水和其它物质相比，升高相同的温度，水吸热多，故D错误。
故选B。
2、D
【详解】
A．汽油机和柴油机使用的燃料不同，汽油机使用汽油，柴油机使用柴油，故A正确，不符合题意；
B．柴油机和汽油机做功冲程都是将燃料燃烧释放内能推动活塞运动，将内能转化为机械能，故B正确，不符合题意；
C．汽油机气缸顶部有个火花塞，采用点燃式点火，柴油机气缸顶部有个喷油嘴，采用压燃式点火，故C正确，不符合题意；
D．一般柴油机的压缩比比汽油的大得多，且气缸内柴油燃烧要比汽油燃烧更充分，所以柴油机的效率更高一些，故D错误，符合题意。
故选D。
3、C
【详解】
A．热机的效率可知，热机的效率由两个因素决定，即消耗相同的燃料，热机效率越高的，热机做的有用功多，故A错误；
B．热机单位时间内耗费的燃料少，如果做的有用功也非常少，那么热机效率也不一定高，故B错误；
C．要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失，并且要保证良好的润滑，故C正确；
D．由于燃料燃烧释放的热量不能全部转化为机器的有用功，总有能量损耗，所以热机效率总小于100%，故D错误。
故选C。
4、D
【详解】
热机的效率是指：热机做的有用功与燃料完全燃烧放出的能量之比。
A．热机做的有用功多，与燃料完全燃烧放出的能量之比不一定多，效率不一定大，故A错误；
B．功率是物体做功快慢的物理量，与效率是两个完全不同的概念，热机的功率大，效率不一定高，故B错误；
C．热机工作的效率与工作时间无关，故C错误；
D．热机所做有用功占燃料完全燃烧放出的能量的比例越大热机的效率越高，故D正确。
故选D。
5、A
【详解】
若所节约的标准煤完全燃烧，则放出的热量
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
6、B
【详解】
火力发电是通过煤的燃烧，将燃料的化学能转化为水的内能，水蒸气膨胀做功转化为涡轮的机械能，涡轮带动发电机转动将机械能转化为电能，故整个过程的能量转化是：化学能内能机械能电能，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
7、B
【详解】
ABC．燃料燃烧将化学能转化为内能，水吸收热量沸腾汽化为水蒸气，高温的水蒸气可以驱动叶轮转动，水的内能转化成了叶轮的机械能，水蒸气自身的温度会降低，内能会减少，故AC正确，不符合题意，B错误，符合题意；
D．热机工作时，将内能转化为机械能，因此此实验展现了热机工作时能量转化过程，故D正确，不符合题意。
故选B。
8、B
【详解】
A．雪花是宏观物体，雪花飞舞是机械运动，不能说明分子在不停地做无规则运动，故A错误；
B．冰是晶体，冰熔化成水，需要吸收热量，内能增加，但温度不变；冰的比热容是2100J/(kg·°C)，水的比热容是4200J/(kg·°C)，因此比热容变大，故B正确；
C．用手捏海绵，海绵的体积缩小了，说明力可以改变物体的形状，故C错误；
D．由Q放=qm可知，相同质量的氢和其他燃料相比，氢的热值较大，完全燃烧放出的热量较多，火箭用液态氢做燃料是因为氢的热值大，热量是过程量，不能用含有来描述，故D错误。
故选B。
9、B
【详解】
内燃机的四个冲程中，将内能转化为机械能的冲程是做功冲程。
A．排气门打开，活塞向上运动，为排气冲程，故A不符合题意；
B．两个气门都关闭，活塞向下运动，为做功冲程，故B符合题意；
C．进气门打开，活塞向下运动，为吸气冲程，故C不符合题意；
D．两个气门都关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，故D不符合题意。
故选B。
10、D
【详解】
A．热值是质量为1kg的燃料完全燃烧时所释放出的热量，热值是燃料本身的特性，与热量无关，故A错误；
B．热值的大小只与燃料的种类有关，与燃烧程度无关，故B错误；
C．热值是燃料的一种特性，与放出的热量无关，故C错误；
D．热值是由燃料本身特性决定的，与燃料是否充分燃烧无关，故D正确。
故选D。
二、填空题
1、热值压缩体积
【解析】
【详解】
[1]因为氢的热值大，完全燃烧相同质量的氢和其它燃料相比，氢放出的热量多，可以转化为更多的机械能，所以运载火箭用液态氢为燃料。
[2]液化有两种途径，压缩体积和降低温度，氢、氧在常温下是气态，科技人员是在常温下采用压缩体积的方式使它们液化后装入火箭的。
2、降低减少增加
【解析】
【详解】
[1][2]在汽油机的做功冲程中，高温、高压的燃气推动活塞向下运动做功，燃气的内能转化为活塞的机械能，则燃气自身的内能减少，温度降低。
[3]在汽油机的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩混合气体做功，活塞的机械能转化为混合气体的内能，则混合气体的温度升高，内能增加。
3、4.6×1074.6×107
【解析】
【详解】
[1]现有汽油2kg，若其中一半的汽油完全燃烧，即燃烧1kg，所放出热量为
[2]汽油的热值与燃烧状况、燃烧质量无关，因此剩下汽油的热值为。
4、热值2.8×106
【解析】
【详解】
[1]火箭采用液态氢作为燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的液态氢和其它燃料相比，液态氢可以释放出更多的热量。
[2]完全燃烧释放出的热量
Q放=mq=0.02kg×1.4×108J/kg=2.8×106J
5、做功液化
【解析】
【详解】
[1]当瓶内水蒸气把瓶塞冲出时，瓶内水蒸气对瓶塞做功，使得瓶内气体其内能减小，温度降低，即该过程是将内能转化为机械能的过程，此过程与汽油机的做功冲程相同，在做功冲程中是燃气的内能转化为活塞的机械能。
[2]管口处的白雾是液体，是水蒸气遇冷发生液化现象形成的。
三、计算题
1、（1）8.4×106J；（2）30%；（3）0.8kg
【详解】
（1）由知道，热水器中水的质量
m水＝ρV＝1×103kg/m3×0.05m3＝50kg
这段时间该热水器中的水吸收的热量
Q吸＝cm水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×50kg×（50℃﹣10℃）＝8.4×106J
（2）热水器的效率
（3）由Q放＝mq知道，若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量，需完全燃烧煤的质量
答：（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是8.4×106J；
（2）这段时间该热水器的效率是30%；
（3）若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量，需完全燃烧0.8kg的煤。
2、（1）；（2）；（3）42%
【详解】
解：（1）在1标准大气压下，水的沸点为，则水吸收的热量
（2）天然气完全燃烧放出的热量
（3）天然气灶烧水的效率
答：（1）水吸收的热量为；
（2）天然气完全燃烧放出的热量为；
（3）天然气灶的效率为42%。
3、（1）3.36×104J； （2）1.12×10-3kg
【详解】
解：（1）水吸收的热量
Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×0.1kg×（100℃-20℃）=3.36×104J
（2）由于酒精完全燃烧释放的热量全部被水吸收时需要酒精的质量最少，所以，由Q放=mq知道，需要完全燃烧酒精的最少质量
答：（1）水吸收的热量为3.36×104J；
（2）如果这些热量由酒精燃烧提供，至少要完全燃烧1.12×10-3kg的酒精。
4、（1）720km/h；（2）9×1010J；（3）60%
【详解】
解：（1）已知运输机航行的路程为
s=360km
航行时间
t=0.5h
则运输机航行的速度为
（2）已知消耗航空煤油的质量为
m=2250kg
则航空煤油完全燃烧放出的热量为
Q放=qm=4.0×107J/kg×2250kg=9×1010J
（3）已知运输机的水平推力为
F=1.5×105N
则运输机推力所做的功为
W=Fs=1.5×105N×360×103m=5.4×1010J
则运输机发动机的热机效率为
答：（1）运输机航行的速度为720km/h；
（2）航空煤油完全燃烧放出的热量为9×1010J；
（3）运输机发动机的热机效率为60%。